洛伦兹力的应用——质谱仪与回旋加速器.pptxVIP

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质谱仪与回旋加速器第三节洛伦兹力的应用——

洛伦兹力的方向如何判断？知识回顾左手定则洛伦兹力的大小？

带电粒子在匀强磁场中的运动质量为m,电量为q的粒子,以速度v垂直射入匀强磁场B中，若粒子受到的重力可以忽略，粒子做什么运动？带电粒子在磁场中的运动半径满足什么关系？带电粒子圆周运动的周期满足什么关系？

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同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。氢的同位素：

思考：能否设计一个方案，将一束混合有氕、氘、氚三者的离子（电荷量相同、质量不同）分离开来？

U1+----------+++++++++U2+y方案一：只使用电场对带电粒子的加速和偏转，把利用电场改变带电粒子的运动方向称为电偏转思考：能否设计一个方案，将一束混合有氕、氘、氚三者的离子（电荷量相同、质量不同）分离开来？L板间距为dmq

思考：能否设计一个方案，将一束混合有氕、氘、氚三者的离子（电荷量相同、质量不同）分离开来？方案二：使用电场加速，使用磁场偏转，把利用磁场改变带电粒子的运动方向称为磁偏转

质谱仪在环境监测中的应用，例如分析污染物质的种类和浓度，从而保护环境。

一、质谱仪1.质谱仪：利用磁场对带电粒子的偏转，精确测定带电粒子的比荷、分析同位素、测定已知电荷粒子的质量。2.结构及作用：①电离室：使中性气体电离，产生带电粒子②加速电场：使带电粒子获得速度③偏转磁场：使不同带电粒子偏转分离④照相底片：记录不同粒子偏转位置及半径电离室加速电场偏转磁场照相底片

要认识原子核内部的情况，必须把核“打开”进行“观察”，然而原子核被强大的核力约束，我们怎么才能把原子核打开呢？用高能量的粒子去轰击原子核

问题二：粒子获得的最大动能和什么因素有关问题一：如何获得高能粒子呢问题三：如何才能突破直流高压的限制，使粒子获得更多的能量

1990年建成的北京正负电子对撞机1966年建成的斯坦福大学的加速器管长3500米如何设计一个多次加速且减小占地的加速器呢？

接高频电源狭缝原理图粒子源??二、回旋加速器????粒子源匀强磁场

问题一：粒子在D形盒运动一个半圆所用时间是多少呢？问题二：所加的交变电压的周期是多少？（狭缝很窄，在狭缝中运动的时间可以忽略）

问题三：带电粒子能否在回旋加速器中无限加速，假设D形盒半径为R，带电粒子获得的最大动能是多少呢？

问题四：如果回旋加速器半径足够大，粒子速度可以一直加速下去吗？这个过程看似可以一直进行下去，但实际上回旋加速器加速的带电粒子，能量达到25-30MeV就很难加速了。这是因为按照狭义相对论，粒子的质量会随着速度的增加而增加，圆周运动的周期也随之增加，这样电场与运动将不再同步，也就没办法加速了。————不可以超过光速！

三、回旋加速器的应用2012年上帝粒子——希格斯粒子在瑞士的欧洲核子研究组织（CERN）的大型质子对撞机（LHC）被捕捉到，获得诺贝尔物理学奖伽马刀放射治疗